一种飞机油箱的精确油量CAD模型快速提取方法技术

本发明专利技术公开了一种飞机油箱的精确油量CAD模型快速提取方法：通过对CATIA软件中的油箱模型树进行遍历，基于特征节点识别油箱中的管路模型；通过修改管路模型截面特征，实现通油管与通气管的转换，从而完成管路内油量的精确建模；将所有油箱实体进行批量布尔合并，获得整体油箱实体；将整体油箱外表面实体特征布尔减去所有管路的实体特征，得到精确的油量CAD模型。本发明专利技术可快速、自动地对包含复杂模型树的油箱纯油液模型进行布尔运算，对其中管路的性质进行批量编辑，从而实现精确油量CAD模型的快速生成，克服了传统方法需要大量人工操作的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机油箱的精确油量CAD模型快速提取方法
本专利技术属于飞机油箱燃油仿真测量系统领域，涉及在飞机燃油测量系统设计环节实现对飞机油箱的精确油量CAD模型快速提取，尤其涉及对飞机油箱模型和管路模型进行布尔运算的管路模型移除方法。
技术介绍
目前在提取飞机油箱油量CAD(ComputerAidedDesign)模型时，无法精准定量油箱内的管路模型，而精确的油量CAD模型是燃油系统后续各项设计的前提，在油量CAD模型提取过程中所产生的误差将累计到后续所有设计中。尤其是对于现代飞机油箱模型，内部管路错综复杂，类型不一、数量庞大，在当前油量精细化测量的设计需求下，需要将管路模型从油箱的纯油液模型中去除，这样才能确保获得的油量模型与真实油箱内的油液分布一致，从而提高燃油仿真系统油高曲线绘制、油箱传感器布局优化、燃油测量解算、串油仿真等的精度。然而使用现有商业CAD软件，如达索公司的CATIA，尽管可以实现布尔“减”，但是其使用条件较为苛刻，只能计算同一零件(Part)的两个实体(Body)间的布尔运算，且无法进行批量处理。随着油箱设计越来越复杂，油箱内部的管路模型也越来越多，需要耗费大量时间移除这些管路模型。同时，相对于实体模型，不同工况下不同类型的管路也影响着油量模型的构建。如果管路内存在燃油，即通油管，那么在进行布尔运算时需要除去管壁厚度的相应体积；如果管路内不存在燃油，即通气管，则需要去除管路整个实体的体积。由于目前对油箱管路中通油管和通气管的自动区分还没有相关文献和软件可供参考和实现，因此，在现阶段对油箱大规模管路进行移除一般采用以下两种方式：其一是将油箱中管路全部按照通油管或通气管处理，这种做法降低了油量模型的精确性；其二是依靠技术人员手工区分、提取通气管和通油管，并重新构造通气管管路模型，再将其还原，以保存原有结构信息。但对于结构复杂的油箱模型，其内部管路数量庞大，构建精确的油量CAD模型需要设计人员花费至少一周时间，且要求操作无误；如果油箱结构更新，此过程还需要重复进行，严重影响开发效率和研发周期。
技术实现思路
针对现有提取飞机油箱油量CAD模型所存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种飞机油箱的精确油量CAD模型快速提取方法。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：1)获取油箱的纯油液模型中的管路模型；2)编辑管路模型性质，从而完成管路内油量的精确建模；3)经过步骤2)后，将所有油箱实体通过布尔运算进行合并，然后将整体油箱外表面实体特征通过布尔运算减去所有管路的实体特征，得到油量CAD模型。优选的，所述步骤1)中，将油箱的纯油液模型导入CATIA软件，并生成模型树，根据特征节点识别出所有的管路模型。优选的，所述步骤1)还包括以下步骤：针对某管路模型，获取该管路模型的几何体特征和几何图形集特征。优选的，所述几何图形集特征包括接合特征及扫掠线特征。优选的，所述步骤2)中，根据各管路模型的首、尾端点分别进行管路长度延伸；通过设定各管路的截面特征，将管路模型分别转换为对应的通油管或通气管。优选的，所述步骤3)中，获取经合并所有油箱实体形成的整体油箱实体的表示机械特性的各项结构特征，通过遍历获取全部几何体特征，将除整体油箱外表面实体特征以外的表示管路的实体特征通过布尔运算合并，得到所有管路的实体特征。本专利技术的有益效果体现在：本专利技术通过对油箱的纯油液模型中的管路模型的识别及对管路性质的编辑，可快速、自动地对包含复杂模型树的油箱实体进行布尔运算，从而实现精确油量CAD模型的快速生成，克服了传统方法需要大量人工操作的缺点。通过大量油箱模型测试，本专利技术具备稳定性与通用性。进一步的有益效果：1)在提取油量CAD模型时，通过指定各管路类型是通油管或是通气管，使转换过程更迅速。2)油箱、管路特征识别是通过特定的特征节点实现的，准确度高、识别速度快。3)通过布尔合并、布尔减，实现对整体油箱实体中多管路的批量移除，解决了CATIA自身只能在两个实体间做布尔减运算的问题。附图说明图1为导入油箱的纯油液模型后自动完成的管路模型识别结果(管路模型显示在对话框界面上)。图2为某油箱模型其中一个管路的模型树示意图。图3为某管路模型实体(a)和它的3条扫掠线(b)。图4为不同类型的管路；其中左侧为通油管，右侧为通气管。图5为待移除管路的油箱的纯油液模型示意图。图6为批量移除后提取的油量模型示意图。图7为精确油量CAD模型提取流程图。图8为布尔运算示意图；其中：(a)A∪B；(b)A∩B；(c)A-B；(d)B-A。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。参见图7，本专利技术围绕管路模型识别与批量移除方法，在深入研究CATIA开发内核的基础上，采用在提取油箱实体之后，通过布尔运算减去管路实体，以生成精确油量CAD模型的算法，根据该算法可以开发驱动CATIA图形内核，实现高效且稳定的油量CAD模型自动提取。1)通过对CATIA软件中的油箱模型树进行遍历，基于特征节点识别管路模型，具体步骤如下：1.1)在CATIA软件中导入油箱的纯油液模型，并以模型树结构呈现：一级节点对应油箱模型，其子节点(二级节点)依次对应各个管路模型，并且最后一个二级节点对应油箱外表面实体，该实体定义油箱外边界包络模型，以上多个管路模型包含在该实体内部。二级节点下为定义特征的三级节点。参见图2，管路模型的三级节点包含由草图和接合所构造的肋几何体特征节点，以及名为RibPath的几何图形集特征节点，此外还包含标记管路模型的RUN三级节点，用于记录管路模型其他信息。1.2)首先读取油箱模型对应的一级节点，然后遍历该节点的所有子孙节点，在子孙节点集合中，首先按模型树顺序列出三级节点，然后是二级节点。1.3)按以下流程遍历1.2)中的子孙节点集合：循环I：将当前的节点名称进行字符串匹配，只有名称中含有“RUN”的节点才是目标节点，表明这是一个以管路模型为父节点的三级节点，获得该三级节点的父节点对应的管路模型，并判断在之前的遍历中是否处理过该管路模型。如果未处理，则进入循环II，以遍历该管路模型的所有子节点，如果已处理，则跳过当前节点，并针对子孙节点集合中下一节点继续进行循环I。循环II：获取当前管路模型下的三级节点。为了进行后续处理，将获取的三级节点的类型由Product类型转化为Part类型。获取该Part类型节点的表示机械特性的各项结构特征(Container)，在这些特征中需要的依次为几何体特征(CATIMechanicalTool)和全部几何图形集特征(CATIMmiNonOrderedGeometricalSet)。获取几何体特征和几何图形集特征的过程中，如果出现获取失败的情况，或者获取的特征为空，则跳过当前Part类型节点，针对下一个Part类型节点进行循环II，否则保存当前Part类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机油箱的精确油量CAD模型快速提取方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)获取油箱的纯油液模型中的管路模型；/n2)编辑管路模型性质，从而完成管路内油量的精确建模；/n3)经过步骤2)后，将所有油箱实体通过布尔运算进行合并，然后将整体油箱外表面实体特征通过布尔运算减去所有管路的实体特征，得到油量CAD模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞机油箱的精确油量CAD模型快速提取方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)获取油箱的纯油液模型中的管路模型；
2)编辑管路模型性质，从而完成管路内油量的精确建模；
3)经过步骤2)后，将所有油箱实体通过布尔运算进行合并，然后将整体油箱外表面实体特征通过布尔运算减去所有管路的实体特征，得到油量CAD模型。


2.根据权利要求1所述一种飞机油箱的精确油量CAD模型快速提取方法，其特征在于：所述步骤1)中，将油箱的纯油液模型导入CATIA软件，并生成模型树，根据特征节点识别出所有的管路模型。


3.根据权利要求1所述一种飞机油箱的精确油量CAD模型快速提取方法，其特征在于：所述步骤1)还包括以下步骤：针对某管路模型，获取该管路模型的几何体特征和...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑帅，江坤，李宝童，洪军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61